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1、某工業廠房加固改造的方案設計與施工 劉曉玲 魏敬東 焦健（山東萊蕪鋼鐵集團）摘 要 舊有工業廠房的加固和改造是近年來建筑加固和改造行業的一個熱點，本文通過一具體工程實例，介紹如何運用新的技術和方法對舊有工業廠房進行加固和改造，對今后此類問題的處理提供一些參考。關鍵詞 舊有工業廠房 加固 改造1 工程概況山東萊鋼股份特殊鋼廠一煉鋼車間建于1970年，分一期、二期工程。未進行過重大土建技術改造。一、二期工程廠房總建筑面積11000m2。廠房結構類型以獨立基礎、鋼筋混凝土柱、鋼筋混凝土屋面梁、鋼筋混凝土屋架、鋼屋架、鋼天窗架、鋼筋混凝土大型屋面板體系為主。一期廠房屋架為24m、18m鋼屋架，鋼天窗架2、；二期采用24m、18m鋼筋混凝土拱形屋架，鋼筋混凝土天窗架。屋面體系均為鋼筋混凝土密肋板、大型屋面板。廠房投產至今26年來分別作過三次可靠性檢測鑒定。主跨吊車由原設計30t升級為40t。原有鋼筋砼吊車梁部分更換為鋼吊車梁。為滿足生產節奏的日益提高，保證生產的順利進行，據2003年八月“山東省建筑工程質量監檢驗測試中心”的檢驗報告，總公司于2003年9月決定對該廠房進行加固和維修，施工工期為二個月。2 加固范圍及方案 根據“山東省建筑工程質量監督檢驗測試中心”2003年八月的檢驗報告，經技術人員現場查看及查閱有關加固工程，從安全可靠和經濟合理的角度出發，首先確定加固范圍，并對主要構件提出一下加3、固方案。2.1 鋼屋架對鋼屋架個別受壓桿件承載力不足，采用粘貼鋼板加固技術。因建筑物已經使用近30年，鋼結構內部應力場已經形成，如采用焊接方法，將破壞原結構應力場，可能會對整個建筑帶來隱患。所以最后決定采用粘鋼加固技術，其加固范圍及技術要求如下：1） 根據我國鋼結構設計規范（GBJ17-88），復核鋼屋架上弦CD與支座斜桿Ba的承載力不足（0.90R/os0.95），在目前使用條件下，雖沒發生安全問題，但安全度較低，應采取加固措施，加固范圍為全部24m跨鋼屋架。2） 跨中下弦柔性系桿TC-35的長細比低于國家規范要求，宜采取加固措施。3） 鋼屋架的可靠性低于國家規范要求較多，不允許在鋼屋架上懸4、掛附加重量，副跨車間現有的懸掛荷載應該撤除。確因生產需要而不能撤除者，近期可分散懸掛于下弦節點，不允許懸掛于上弦和其他桿件中央。從長期來看，應在屋架加固時同時考慮生產所必需的懸掛荷載。4） 鋼屋架錨栓普遍松動，所有鋼屋架支座螺栓應全面緊固一次，個別支撐連接螺栓漏擰，也應緊固。5） 所有銹蝕部位均應除銹補刷油漆。2.2 鋼筋混凝土密肋板、大型屋面板建筑物使用時間較長，混凝土構件的炭化深度基本上已達到混凝土保護層的厚度，并且產生細微的裂縫，固使得構件強度有所降低。考慮構件承載力下降不多，以及施工條件，工程造價等因素，并考慮構件的耐久性決定選用粘貼碳纖維進行加固。因為碳纖維布本身就具有很好的耐腐蝕性5、，且加固方法更簡便快捷。對部分損壞嚴重的密肋板進行更換處理。因為二期廠房的大型屋面板混凝土炭化深度基本上已達到鋼筋保護層。如再不采取保護措施，炭化深度就可能繼續增加，從而造成鋼筋銹蝕破壞，導致整個構件破壞。同時考慮到需要處理的屋面板面積較大，更換時間、工藝都有困難及資金投入較大，結合檢測報告和實際情況，決定采用價格比較經濟的粘貼玻璃纖維布進行加固耐久性處理。不僅可以修補混凝土裂縫隔離混凝土與大氣的接觸，而且可以起到加固板的效果。在結構膠的選型上選用了“大連東方膠粘劑廠”的JC-86型強力結構膠。加固范圍及要求如下：1） 屋面開孔附近的d級板不能繼續使用，必須立即更換或加固。其他部位的c、d級板6、雨漏部位應立即進行耐久性處理。2） C級板及鋼筋混凝土屋面梁下弦桿應根據使用情況采取粘貼碳纖維加固，加固簡圖如圖1。3） 換密肋板后的重量不允許超過現有屋面重量。屋面改造或加固時，要進行鋼屋架和天窗架等結構與連接的承載力復核。4） 必須防止密肋板、大型板處于潮濕甚至雨漏環境，避免長時期的有害氣體（如（CO2和SO2等）侵蝕。5） 屋面板不允許超載。3 加固施工加固施工的具體步驟和要求如下：1） 沿梁長度方向，在混凝土3個面粘貼碳纖維布，再在梁端粘貼碳纖維箍，其作用是增強抗剪能力和增加梁底碳纖維布的錨固。2） 根據碳纖維加固施工方法與要求，先對混凝土表面缺陷（蜂窩、麻面、空洞、漏筋、裂縫、混凝土7、脫落等）進行檢查、修補，再用底膠進行混凝土面處理，待底膠少干后用修補膠進行修補，最后用粘結膠把碳纖維粘于處理好的混凝土構件表面。嚴格按碳纖維片材加固混凝土結構技術規程（CECS146：2003）要求進行施工。3） 粘鋼加固施工方法與要求：除去混凝土表面浮灰，用鋼絲砂輪片打磨出結構本體，同時除去鋼板表面油漆、銹跡，新舊鋼板均打磨至漏出金屬光澤，并用丙酮進行擦洗。4） 粘鋼加固時，在鋼板表面均勻涂抹結構膠，通過擰緊C形卡具的緊固螺栓，對粘貼的鋼板加壓，來保證粘貼質量。同時嚴格按混凝土結構加固技術規范（CECS25：90）進行施工。5） 加固好的構件進行防銹處理。4 工程竣工情況該加固工程于20038、年9月12日開工，于2003年11月20日完工，施工期間未停產。加固粘鋼共計560m2，碳纖維450 m2，玻璃纖維布980 m2 ，加固共投資46.6萬元。在工程竣工后通過有關部門驗收，加固后的各項指標均符合規范要求，各構件均能滿足加固后的使用要求。使用情況良好。5 結論本工程實例說明粘鋼及粘貼纖維布增強復合材料加固可以增強構件的抗彎、抗剪能力，提高構件的承載能力；提高原構件的延性，增強抗震能力；提高構件的抗裂性，延長構件的使用壽命。同時又具有施工工藝簡便不影響生產，不增加結構的截面尺寸和重量，為舊工業建筑改造提供了一條好的途徑。而且隨著社會發展和技術進步，加固用材料也從最初進口到現在我國加固企業自主生產，所以粘鋼及粘貼纖維布增強復合材料加固的應用也會越來越廣泛。參考文獻1 萊鋼特鋼一煉車間結構安全性鑒定檢驗報告。2 混凝土結構加固技術規范（CECS25）。3 碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程（CECS146）。4 纖維增強復合材料加固混凝土結構技術規程（DGJ/TJ08-2000）。5 鋼結構焊接規范（JGJ81-2002）。6 鋼結構設計規范（GB50017-2003）7 張友才，段敬民等，建筑物的檢測、鑒定、加固與改造北京：冶金工業出版社，1997